Fjernterminalenheder (RTU’er) anvendes i kommercielle og industrielle systemer over hele verden. Typiske anvendelser omfatter SCADA-systemer (supervisory control and data acquisition), der anvendes af el-, vand- og spildevandsforsyningsvirksomheder. Enheder kan også findes i raffinaderier, fødevareforarbejdningsanlæg og bilfabrikker.
RTU Betydning
En RTU er et apparat, der bruges til at overvåge og styre forskellige enheder. Med hensyn til RTU-betydningen af ordet “fjernbetjening” betyder det ganske enkelt, at placeringen gør det upraktisk at fastkoble enheden til en central computer. Enheden kan være placeret i et tilstødende rum eller på en off-shore-olieplatform. De fleste enheder kan betragtes som selvstændige computere på grund af den måde, de indeholder mikroprocessorer.
Sammenligning med andre enheder
Fjernterminalenheder kaldes undertiden fjernstyringsenheder eller fjerntelemetrienheder. Selv om de kan sammenlignes med programmerbare logiske styringer (PLC’er), anses de fleste af dem for at være overlegne med hensyn til autonomi, strømforsyningsmuligheder og miljøtolerancer. Et udvalgt antal enheder kan programmeres via en simpel webgrænseflade og drives i et cloud-miljø. Nogle har backup-batterier, der oplades af solenergi, så enheden kan fortsætte med at fungere i tilfælde af strømafbrydelse.
RTU-systemdesign
RTU-enheder er designet til at blive betjent som en komponent i et større system. Enhederne indsamler data fra forskellige digitale og analoge indgange og sender disse data til en central behandlingsstation. Den software, der er indeholdt i enheden, bruges til at initialisere variabler, definere protokoller og løse problemer. Enhederne varierer i kompleksitet fra små kontrolskabe, der indeholder et enkelt kredsløbskort, til større enheder med forskellige sektioner, der indeholder flere kort. Ud over en kommunikationsgrænseflade giver kortene typisk en eller flere af følgende funktioner:
- Analog indgang (AI)
- Digital indgang (DI)
- Digital eller styringsrelæudgang (DO/CO)
- Analog udgang (AO)\
Kontrol
Ud over at overvåge indgangsdata og videresende dem til en CPU, styrer de eksterne enheder også forskellige funktioner, f.eks. afbrydere, pumper og porte. Feedback-kontrolsystemer er typisk indbygget for at finjustere driften af følsomme mekanismer. F.eks. tænder vandpumper automatisk og fylder en overjordisk lagertank op igen, når vandstanden i tanken falder til et forudbestemt niveau.
Kommunikation
RTU-enheder skal kunne kommunikere med den centrale behandlingsstation i alle typer miljøer fra -50 til 70 grader Celsius. De anvender typisk RS-232-, RS-422- eller RS-485-protokoller ud over trådløse forbindelser i en multi-drop-konfiguration. Nogle af disse er designet til at fungere ved lave strømniveauer og kan være solcelledrevne. Nogle af de mere sofistikerede systemer anvender mobiltelefoni, satellit og Ethernet til at levere end-to-end cloud-baserede løsninger.
Elektriske transmissions- og distributionssystemer anvender undertiden power line carrier til at drive deres SCADA-systemer. Kommunikationshastighederne kan forbedres ved at udføre visse operationer i perioder uden for spidsbelastningsperioder. F.eks. udføres store datadumps ofte kort efter midnat. Desuden kan forbehandling af data forbedre datakvaliteten og øge gennemløbshastighederne.
Spændingsforsyning
Ac-strøm bruges typisk til at forsyne afbrydere og nogle kort. Funktioner, der kræver jævnstrøm, er afhængige af en vekselstrøms- til jævnstrømskonverter eller batteristrøm. I nogle applikationer bruges vekselstrøm udelukkende til at oplade en batteribank, og batterierne leverer jævnstrøm til alle betjeningselementer og kort. Fordelene ved denne type system er bl.a. stabile jævnspændinger og evnen til at fungere under korte afbrydelser af vekselstrømmen. På ekstremt fjerntliggende steder, hvor der ikke er adgang til nettet, skal enhederne kunne fungere på batterier, solenergi eller en kombination heraf.
Analog versus digitale ind- og udgange
Analogiske indgange består typisk af elektriske strømme og spændinger, der anvender minimums- til maksimumsværdier for at overvåge variabler. F.eks. kan en strøm, der varierer fra 0 mA til 1 mA, bruges til at repræsentere vandbeholderniveauer, der varierer fra tom til fuld. En strømværdi på 0,7 mA ville således indikere, at vandtanken er 70 % fuld. Analoge udgange kan bruges til at styre enheder med variable udgange, f.eks. bånddiagrammer.
Digitale indgange bruges til at angive status for f.eks. en afbryder, afbryder, ventilposition eller alarm. Digitale udgange bruges til at betjene enhver enhed, der har to tilstande, f.eks. en afbryder. De kan også bruges til at styre andre enheder via relæer eller transistorer.
Software
Moderne enheder indeholder ofte software, der gør det muligt for dem at fungere på en selvstændig måde. I nogle tilfælde er dette kritisk, fordi visse funktioner skal udføres, selv når kommunikationen er blevet afbrudt. F.eks. skal en afbryder på en højspændingstransmissionslinje være i stand til øjeblikkeligt at fjerne en fejl uden SCADA-assistance. Det samme kan siges om detektion af giftige gasser, brand og røg.